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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA

FACULTAD DE CIENCIAS DE FISICO MATEMÁTICAS

DOCTORADO EN FÍSICA APLICADA

Radio detección de rayos cósmicos en el Observatorio Pierre Auger

ALUMNO: M. C. HUMBERTO GONZÁLEZ SANTOS.

ASESOR: DR. ARTURO FERNÁNDEZ TELLEZ.

ASESOR EXT: Dr. HARMUT GEMMEKE, Karlsruhe Institute of Technology, Alemania.

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Objetivos Generales

• Desarrollo de nuevas técnicas de detección de rayos cósmicos con una energía al menos de 10^17 eV, en los sitios Sur y Norte del Observatorio Pierre Auger de Rayos Cósmicos.

• Se participará en el grupo de trabajo del proyecto AERA.

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Metas del Proyecto AERA(Auger Engineering Radio Array)

• Estudio detallado de la emisión de radio de una cascada de partículas, producida por rayos cósmicos de las más altas energías.

• Exploración de los límites de la técnica de radio-detección.

CODALEMA(A Cosmic Ray Radio Detection Array)

LOPES (A LOfar PrototypE Station)

Núcleos de Cascadas reconstruidos por KASCADE-GRANDE para LOPES , los triángulos son las posiciones de las antenas y los cuadrados negros son las posiciones del detector KASCADE-GRANDE

Modelo Macroscópico de Emisión de Radio producidos por UHECR

O. Scholten, K. Werner, F. Rusydi, Astropart.Phys.29:94-103,2008

Modelo Macroscópico de Emisión de Radio producidos por UHECR

Magnitud de la densidad corriente j en el pancake

El vector de potencial Magnético- Dipolo Estático- Dipolo Móvil

Campo eléctrico- Campo del Dipolo

Distribución Acimutal del patrón de radiación

Parametrización de la Cascada:•Perfil Longitudinal•Grosor del “pancake”•Distribución Lateral•Distribución de energía en la cascada

O. Scholten, K. Werner, F. Rusydi, Astropart.Phys.29:94-103,2008

ACTIVIDADES EN EL PAO

• ESTANCIA DE 2 SEMANAS EN EL PAO

• SITIO BLS

• SITIO DE COIHUECO

• SITIO DE HEAT

AERA EN EL OBSERVATORIO PIERRE AUGER (PAO)

ACTIVIDADES

BLS

STATION

ACTIVIDADESHEAT

STATION

ACTIVIDADES

Telescopio de Fluorescencia en Coihueco

Estado de AERA

Estado de AERA

ANTENA DE PRUEBA TIPO SALLA

AMPLIFICADOR DE BAJO RUIDO (LNA)

BASES DE LA ANTENA SALLA

Estado de AERA

BASE SUPERIOR DE ANTENA SALLA SIN EL LNA

BASE SUPERIOR DE ANTENA SALLA CON EL LNA

Estado de AERA

MODULOS DE ADQUISICION Y COMUNICACIÓN

COMUNICACIÓN POR INTERNET

GPS

MODULO DE ALIMENTACION

DE BAJO VOLTAJE Y RELOJ DE 80

MHZ

Estado de AERA

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Sistema Electrónico de AERA

Estado de AERAPRIMERA VERSION DE LA ELECTRONICA DE AERA

TEMA DE TESIS

– DESARROLLO DE UN AMBIENTE DE PRUEBA, MONITOREO Y CALIBRACION DE LA ELECTRONICA DEL PROYECTO AERA

– CARACTERISTICAS DE LA PARTE ANALOGICA (FILTRO, AMPLIFICADOR Y ADC)

– PARTE DIGITAL (COMUNICACIONES, FPGA, POWER SUPPLY)

– ANALISIS DE DATOS– RECONSTRUCCION DE CHUBASCOS USANDO LA

EMISON DE RADIO

Amplificador y Filtro

Ganancia y Fase

Cross Talk“Es el traspaso no deseado de una señal eléctrica de una parte del sistema a otra.”

Está causado por las interferencias electromagnéticas entre dos zonas adyacentes del circuito

RuidoSe designa con el nombre de ruido a toda señal

no deseada que se encuentra superpuesta a una señal útil

Medición de Ganancia y Fase

PC

GeneradorDe

Funciones FiltroAmplificador

A

B S_B

S_A

Osciloscopio

Medición de Cross Talk

PC

GeneradorDe

Funciones

FiltroAmplificador

A

B S_B

S_A

Osciloscopio

MEDICION DEL RUIDO

PC

FiltroAmplificador

A

B S_B

S_A

Osciloscopio

PRUEBAS PARTE DIGITAL

• PC

• Generador• De • Funcio

nes

• Filtro• Amplif

icador

• A

• B• S

_B

• S_A • Elect

rónica

CONCLUSIONES• Se espera que el Dr. Gemmeke envíe los amplificadores ya

que están en etapa de producción para iniciar las pruebas.

• Se hizo una entrevista el día 26 de enero en el DAAD México para el apoyo solicitado por la estancia en Alemania.

• El modelo de la emisión mostrado es desde el punto de vista macroscópico.

• Se continuará trabajando de acuerdo con lo establecido con los asesores además de iniciar una estancia en Karlsruhe, Alemania.

REFERENCIAS

1) A Macroscopic Description of Coherent Geo-Magnetic Radiation from Cosmic Ray Air Showers, O. Scholten, K. Werner, F. Rusydi, Astropart.Phys.29:94-103,2008

2) Malargue, CM, November 20093) J.V Jelley et al., Nature 205, 327-328 (1965).4) H. Falcke et al., Nature 435, 313-316 (2005).5) D. Ardouin et al., Nucl. Instr. Meth. A 555, 148-163 (2005).6) The Pierre Auger Collaboration, Nucl. Instr. Meth. A, 50-95 (2004).7) M. van den Berg, et. al., Procc. Of the International Cosmic ray Conference, Merida

(2007).8) H. Gemeke et. al., Intern. Journal of Mod. Physics A 21, 242-246 (2006).